GIS局放超高频在线监测系统研制

利用超高频微带贴片天线传感器和超高频滤波放大器,实现了局部放电信号的采集、提取、调理和传输.采用LabVIEW图形化语言的虚拟仪器技术实现了对气体绝缘组合电器(GIS)设备局部放电信号的定时循环检测、信号处理、数据分析、缺陷类型模式识别、监测数据查询和绝缘状况初步评估等功能.该系统已在重庆市某220 kV级GIS变电站成功运行,试验运行结果表明,采用虚拟仪器技术的GIS局部放电超高频在线检测系统能实现GIS局部放电超高频检测.     

基于UHF技术的风电场油浸式主变压器局部放电监测与分析

为了避开风电场主变压器局部放电在线监测中存在的多种形式噪声干扰,引入了基于UHF技术的风电场油浸式变压器局部放电监测与分析方法,设计了UHF局部放电传感器及配套的硬件降频电路,仿真验证了传感器及降频电路的有效性,建立了风电场主变压器超高频局部放电监测与分析模型,研制了硬件构建方案及软件的功能框架,并利用现场实测信号对该方法进行验证.工业实践证明,UHF技术能达到避开风电场现场电磁干扰、可靠获取真实局部放电脉冲、有效诊断变压器内部故障的目的.     

用于非接触式局部放电检测的盘锥天线的研制

为实现非接触检测一定范围内电气设备局部放电(PD),研究并设计了宽频带、高增益和水平面(H面)全向性的超高频(UHF)天线作为PD信号检测传感器.通过分析盘锥天线的辐射特性和特性阻抗,确定其设计为UHF信号接收天线具有优势,再通过仿真计算,对天线结构进行了优化,据此制作出离散化加工的盘锥天线,该天线频带为200 MHz～2 GHz以上,平均增益4 dB以上,达到设计要求,在对较远距离外模拟放电信号和变电站实际放电信号的接收试验中表现出良好的UHF信号接收能力.基于该天线可以开发出固定式或车载式PD监测系统,该系统可以监测整个变电站设备PD情况并且其工作不同设备发生接触.     

检测GIS局放的Hilbert分形天线及便携式监测系统

根据超高频分形天线设计的原理,采用平行传输线的电感等效方法分析了Hilbert分形天线阻抗特性,设计出了应用于检测气体绝缘组合电器(gas insulated substation,GIS)局部放电的3阶Hilbert分形天线;采用Hilbert分形天线和微带天线,对金属突出物缺陷产生的局部放电进行了测量,实测结果表明,该天线特性良好,可用于GIS局部放电在线监测;应用Hilbert分形天线和LabVIEW建立了便携式GIS局部放电在线检测及定位系统,进行的局部放电源定位精度满足现场定位要求.     

外部传感器超高频GIS局部放电检测技术

针对GIS同轴结构中局部放电脉冲所激发电磁波的宽频带特征，设计出一种新型局部放电超高频检测非频变超宽带天线，用无限巴伦实现天线和传输线之间的阻抗匹配．由超宽带天线、宽带放大器、数字存储示波器和计算机组成外部传感器超高频局部放电检测系统，利用该系统对所建立的GIS固定微粒局部放电模型进行检测，并对局部放电源进行定位，实验结果表明，设计的天线满足GIS局部放电超高频检测要求，建立的系统可以方便地实现GIS局部放电检测和局部放电源的定位。     

气体绝缘组合电器内绝缘缺陷超高频局部放电信号特性

为了分析各种不同缺陷在不同条件下的放电特点,根据气体绝缘组合电器(gas insulated switchgear,GIS)设备绝缘缺陷放电形式和特点,采用超高频法对模拟装置内所设计的4种GIS局部放电物理模型进行了大量的局部放电(partial discharge,PD)实验,获得了真实可靠的超高频(ultra-high-frequency,UHF)局部放电(partial discharge,PD)波形样本;深入研究了4种典型GIS缺陷的物理模型分别在不同尺寸规格下、置于不同位置处、在不同电压等级下的UHF PD波形特征,实验的结果表明,不管是那种缺陷类型引起的PD激发的超高频电磁波,在不太高的实验电压下,放电脉冲波形发生突变之前,放电脉冲的形状变化不大且比较稳定,放电脉冲的持续时间通常是ns级.     

高压电缆局部放电带电检测技术的应用研究

通过案例分析探讨了两种高压电缆局部放电带电检测技术的应用。针对传统带电检测技术仅仅只是反映短时间内电缆及附件状态的不足,首先在线路B上安装高压电缆局放重症监护系统,通过3 d不间断监测排除了一起中间接头的疑似放电缺陷,确认局放重症监护技术是运行电缆局放检测的重要补充手段。接着介绍了电缆终端局部放电在线监测系统,以及在国内使用就发现线路C的B相电缆终端存在疑似局部放电信号的案例,通过停电解剖,验证了局放信号存在的事实,从而确认终端局放监测技术发现电缆终端局放缺陷的有效性。     

变压器局部放电超高频信号传播特性仿真分析

变压器内部产生的超高频(UHF)电磁波信号在传播过程中,有很多因素会影响传感器所检测到的信号波形和能量.为了研究影响因素与UHF信号的关系,构建了变压器仿真计算的物理模型,并用时域有限差分法计算变压器内局部放电产生的UHF信号,通过分析UHF电磁波信号的幅值和能量累积曲线,研究了绕组和铁心、检测点与激励源间的距离、检测点附近不同金属导体位置等因素对UHF信号的影响.该研究结果有助于对UHF信号传播特性的理解以及提高信号检测的准确度.     

局放放电联合检测中光-电信号与放电量关联关系的修正

基于实验室搭建的局部放电光-电信号联合检测平台,进行了4种典型缺陷下局放模拟检测实验,获取了局放的光信号和电信号。本文分析了两类局部放电信号与GIS模拟腔体内部的视在放电量之间的关系,同时,根据现场试验中,真实存在的一些影响因素对结果进行了修正,分别从不同气压下超高频（UHF）检测信号与视在放电量之间的关系和不同尺寸绝缘缺陷下光测法信号与视在放电量之间的关系两方面进行了修正。获取了气压对UHF信号影响的修正公式,取模拟腔体内气压3bar时,对修正值与实际测量值进行比较,得到除自由金属微粒缺陷（相对误差为14.4%）外,其它缺陷的相对误差均小于5%;获取了不同缺陷尺寸下对光测法信号影响的修正公式,选取各类缺陷的最小尺寸,对修正值与实测值进行比较发现,除自由金属微粒缺陷外,其他缺陷的相对误差均小于10%,验证了修正结果的可靠性。     

变压器超高频局部放电监测的降频检波方法研究

提出适合于变压器超高频局部放电在线监测的包络检波降频方法,设计包络检波的硬件电路,采用matlab仿真平台对包络检波电路的降频特性进行真.在此基础上,通过实验室模拟放电试验、现场超高频局部放电实测信号检测等方式验证包络检波电路的实效性.验证结果表明,该包络检波降频方法可广泛应用于变压器超高频局部放电在线监测现场.     

气体绝缘组合电器局部放电的超高频检测

为了有效抑制气体绝缘组合电器GIS局部放电中出现的低频段干扰,在理论上分析了超高频检测GIS局部放电可行性的情况下,进一步研究了GIS局部放电超高频传感器、模拟无源滤波器以及相应的宽带和窄带检测方法.在实验室GIS模拟装置中,运用研制的内置圆环传感器检测系统进行超高频法检测.实验结果表明该检测系统可有效地避开空间的电晕及周期性脉冲干扰信号等低频段干扰.同时,窄带检测法能够避开超高频微波干扰信号,是一种有效的局部放电检测方法.     

三种GIS局部放电检测方法的比较分析研究

为了比较分析局部放电检测中脉冲电流法、超高频法和紫外成像技术的灵敏度和参量之间的关系,建立了一套模拟GIS局部放电检测平台。利用脉冲电流法、超高频法和紫外成像技术对模拟的GIS腔体的几种典型模型下的局部放电活动进行了测量,获得了大量实验数据和图谱。研究表明,脉冲电流法具有较高的灵敏度,超高频法灵敏度适中,而紫外成像技术灵敏度最差。同时在反映局部放电活动强弱上,三种检测方法的参量之间具有相同的变化趋势,但是不存在直接的线性关系。为了能够准确地确定局部放电的严重程度应该综合应用多种检测方法。     

UHF局部放电信号包络检波电路设计与实现

气体绝缘组合电器局部放电产生的特高频信号频率大多分布在300 MHz～1.5 GHz,直接对特高频原始信号进行采样和分析,要求系统必须具备较高的采样率,导致需要处理传输的数据量巨大,成本高昂,工程应用困难.而气体绝缘组合电器局部放电产生的特高频信号的包络波形同样携带着大量的放电缺陷特征信息,对提取的包络波形进行采样处理,一方面可以大大降低对系统采样率的要求,另一方面也保留了局部放电缺陷大部分的特征信息.根据气体绝缘组合电器局部放电产生的特高频信号特性,设计实现了一种适用于气体绝缘组合电器局部放电产生的特高频信号的包络提取检波电路,实测结果表明,该检波电路响应速度快、惰性失真小,提取的包络波形与特高频原始信号的轮廓基本一致,较好地保留了气体绝缘组合电器局部放电所携带的特征信息.     

基于等角螺旋天线的GIS局部放电在线检测研究

对GIS局部放电的产生进行了分析,介绍了GIS局部放电的几种检测方法。着重论述了GIS特高频检测法和平面等角螺旋天线,探讨了如何使用特高频局部放电传感器进行现场测试。     

GIS体外UHF法检测局部放电的研究与应用

简单介绍了GIS几种局部放电常用的检测方法,具体介绍了GIS局部放电UHF检测法,分别对UHF检测法检测原理、干扰原理、定位原理进行了阐述,通过对局部放电的波形特征、相位特征和频率特征的综合分析列出了各种局部放电现象的特征经验总结表。最后给出了GIS局部放电UHF检测法的一个典型实例,应用此实例对GIS进行了局部放电现场测试并进行了测试分析。     

基于特高频无线传感器和模式识别算法的局部放电定位法

对电力设备局部放电的检测与定位是保障电力系统安全稳定运行的重要手段之一。现有局部放电定位法主要是基于特高频传感器技术和时差法进行的,高的采样率和同步精度,使得其硬件成本巨大、实现困难,且容易受现场环境影响。提出了基于特高频无线传感器和模式识别算法的局部放电定位法,该方法硬件要求低,易于实现,且具有良好的环境适应性。首先通过现场测量,建立待检测区域局部放电信号强度与放电坐标的特征信息库。当有局部放电发生时,将此时传感器测量到的特征信息输入已建好的信息库中进行模式识别,从而得到定位结果。现场试验结果表明,提出的新型局部放电定位算法的平均定位误差为0.58 m,80.8%的定位误差小于1 m,从而验证了算法的有效性,具有较好的推广应用价值。     

基于超高频法的GIS绝缘子内气隙放电特性研究

摘要：为了分析和评估GIS中盘式绝缘子内气隙缺陷局部放电的危害程度,提高局部放电检测水平,试验设计了绝缘子内单一气隙模型。用超高频法对局部放电进行了测量,获得了气隙放电起始电压,熄灭电压,局放信号波形。比较了不同电压下气隙局放图谱的特点,分析了气隙放电的发展过程和不同电场下放电的变化规律。试验结合气体放电理论探讨了绝缘内部气隙放电的机理。结果表明：随着电压的变化,绝缘子内气隙发生的局部放电表现出不同的阶段性特征,实验结果对GIS现场耐压试验和缺陷识别具有指导意义。